混合鍵合是一種先進的封裝技術(shù)，有助于集成多個半導體元件以創(chuàng)建高密度、高性能的設備。與傳統(tǒng)封裝方法相比，混合鍵合可實現(xiàn)更高的互連密度該工藝對于 3D 集成和異構(gòu)片上系統(tǒng) (SoC) 應用。

 

目前設備產(chǎn)業(yè)鏈中的主要參與者以及使用和涉及混合鍵合的主要有，如臺積電、英特爾、三星、SK海力士、美光、長鑫存儲、索尼、豪威科技、長江存儲、西部數(shù)據(jù)、Besi、芝浦東京電子、應用材料、ASM Pacific、EV Group、SUSS Microtec、SET、博世、Adeia等等.

混合鍵合結(jié)合了兩種不同的鍵合技術(shù)：介電鍵合和金屬互連。它采用介電材料（通常是氧化硅，SiO?）與嵌入式銅 (Cu) 焊盤結(jié)合，允許在硅晶片或芯片之間建立永久電連接，而無需焊料凸塊。這種無凸塊方法通過減少信號損耗和改善熱管理來提高電氣性能 。

圖源：suss

HB工藝流程：

表面準備：對晶片或芯片的表面進行細致的清潔和準備，以確保最佳鍵合。這可能涉及表面活化處理以增強附著力。

對準：晶圓或芯片經(jīng)過精確對準，以確保金屬焊盤正確對應，從而實現(xiàn)有效的電氣互連。

鍵合：鍵合過程通常發(fā)生在室溫或略高的溫度下。Cu 焊盤與 SiO? 接觸，通過原子擴散和機械互鎖形成牢固的鍵合。

鍵合后處理：初始鍵合后，可以應用額外的熱處理來增強鍵合強度和電氣性能。這些處理可以進一步促進銅向介電層擴散，確保穩(wěn)固的互連 。

HB技術(shù)要點匯總：

隨著半導體行業(yè)轉(zhuǎn)向更復雜的集成系統(tǒng)，混合鍵合有望在封裝技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮關鍵作用。材料和工藝的創(chuàng)新可能會增強其可行性，使其成為下一代設備的關鍵推動因素。

表面平整度要求：干凈、平整的接觸面對于有效鍵合至關重要。要實現(xiàn)這一點需要精確的化學機械拋光 (CMP)。

顆粒污染：晶圓表面的顆粒會損害鍵合的完整性，導致電氣連接不良或故障 。

機械應力問題：該過程可能導致芯片裂紋和晶圓翹曲，從而使對準和鍵合效果復雜化 。

連接可靠性降低：隨著鍵合技術(shù)的發(fā)展，凸塊高度和表面積越來越小，建立可靠的電氣連接變得越來越具有挑戰(zhàn)性。

 

成本和復雜性：混合鍵合所需的復雜設備和工藝控制可能導致更高的生產(chǎn)成本，從而阻礙其廣泛采用 。

 

本文轉(zhuǎn)載自：DIY自動化工程師

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